BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Definisi Tentang Pompa Hydrant Hydrant merupakan suatu sistem keamanan untuk perlindungan kebakaran yang mekanisme kerjanya menggunakan sistem pompa air dengan tekanan cukup tinggi yang dapat bekerja yang dapat bekerja secara otomatis apabila terjadi kebakaran pada ruang atau bagian utama dari bangunan. Pompa yang digunakan untuk sistem hydrant ini terdiri dari (Main Electric pump), Jockey pump dan Diesel pump. 2.2 Jenis Pompa Untuk Sistem Hydrant 2.2.1 Klasifikasi Pompa Pada dasarnya pompa dibagi menjadi dua golongan besar,yaitu : 1. Displacement pump/pompa pendesak pemindahan zat cairnya Yang termasuk jenis pompa ini antara lain : Pompa torak / Pluyer Pompa diafragma Pompa roda gigi Pompa Ulir Universitas Mercu Buana Page 7
2. Pompa Dinamis Pompa ini disebut juga dengan Non Positive Displacement Pump, pompa tekanan dinamis terdiri dari poros, sudu sudu impeller, rumah volut, dan saluran keluar. Energi mekanis dari luar diberikan pada poros pompa untuk memutar impeller. Akibat putaran dari impeler menyebabkan head dari fluida menjadi lebih tinggi karena mengalami percepatan. Ditinjau dari arah aliran yang mengalir melalui sudu sudu gerak, maka pompa tekanan dinamis digolongkan atas tiga bagian, yaitu : Pompa sentrifugal Pompa aliran radial Pompa aliran aksial Pompa aliran campuran 2.2.2 Alternatif Pemilihan Pompa Pada prinsipnya, cairan apapun dapat ditangani oleh berbagai rancangan pompa. Jika berbagai rancangan pompa digunakan, pompa sentrifugal biasanya yang paling ekonomis diikuti oleh pompa rotary dan reciprocating. Walaupun, pompa perpindahan positif biasanya lebih efisien daripada pompa sentrifugal, namun keuntungan efisiensi yang lebih tinggi cenderung diimbangi dengan meningkatnya biaya perawatan. 2.3 Cara Kerja Pompa Sentrifugal 1. Cairan dipaksa menuju sebuah impeler oleh tekanan atmosfir, atau dalam hal jet pump oleh tekanan buatan. Universitas Mercu Buana Page 8
2. Baling-baling impeler meneruskan energi kinetik ke cairan, sehingga menyebabkan cairan berputar. Cairan meninggalkan impeler pada kecepatan tinggi. 3. Impeler dikelilingi oleh volute casing atau dalam hal pompa turbin digunakan cincin diffuser stasioner. Volute atau cincin diffuser stasioner mengubah energi kinetik menjadienergi tekanan Gambar 2.1 : Skema Pompa Volut Sumber : Sularso,Tahara, Pompa dan kompressor, Pradya Paramitha Gambar 2.2 : Skema Pompa Diffuser Sumber : Fritz, Dietzel. Turbin, Pompa, dan Kompresor 2.4 Klasifikasi Pompa Sentrifugal Pompa sentrifugal dapat diklasifikasikan menurut : Bentuk rumah pompanya Universitas Mercu Buana Page 9
Bentuk sudu impelernya Aliran cairannya Jumlah tingkatnya 2.4.1 Klasifikasi Menurut Desain Rumah Pompa Dibedakan atas tiga tipe yaitu : Pompa Valoute, dimana rumah pompanya berbentuk spiral valoute Pompa Diffuser, dimana rumah pompa terdapat diffuser yang mengelilingi impeller. Pompa Valoute Ganda, dimaksudkan agar beban radial pada poros pompa tidak terlalu besar 2.4.2 Klasifikasi Menurut Bentuk Impeler Dibedakan atas : Impeller terbuka (Open Type Impeller ) Impeller sebagian ( Semi Open Type Impeller ) Impeller tertutup ( Closed Type Impeller ) 2.4.3 Klasifikasi Menurut Posisi Porosnya Klasifikasi pompa menurut porosnya maka pompa dibedakan menjadi : Pompa Vertikal Pompa Horisontal Universitas Mercu Buana Page 10
2.4.4 Pompa Menurut Aliran Cairan Dibedakan atas : Pompa Aliran Axial, dimana arah aliran sejajar sumbu poros Pompa Aliran Radial, dimana arah aliran cairan tegak lurus sumbu poros Pompa Aliran Campuran, dimana arah aliran tidak aksial maupun radial. 2.4.5 Klasifikasi Pompa Menurut Susunan Tingkat Dibedakan atas : Pompa Satu Tingkat ( Single Stage ) Pompa ini hanya mempunyai satu impeller. Head total yang dibutuhkan hanya berasal dari satu impeller, sehingga relative rendah. Gambar 2.3 : Pompa Satu tingkat Sumber: Sularso, Tahara; Pompa dan Kompresor; Pradya Paramitha Pompa Bertingkat Banyak ( Multi Stage ) Pompa ini menggunakan beberapa impeller yang dipasang secara seri pada satu poros. Zat cair yang keluar dari impeller pertama Universitas Mercu Buana Page 11
dimasukkan ke impeller berikutnya dan seterusnya hingga impeller yang terakhir.(head) total pompa merupakan penjumlahan dari head yang ditimbulkan oleh masing-masing impeller sehingga relatife tinggi. Gambar 2.4 : Pompa tingkat Sumber: Sularso, Tahara; Pompa dan Kompresor; Pradya Paramitha 2.4.6 Klasifikasi Cara Isapan Pompa: Pada pompa ini, Zat cair masuk dari satu sisi impeller. Konstruksi yang sangat sederhana, sehingga umumnya banyak dipakai. Namun tekanan yang bekerja pada masing sisi isap tidak sama sehingga akan timbul gaya aksial yang arahnya menuju ke sisi ganda. Pompa Isapan Ganda Pada pompa jenis ini zat cair masuk melalui kedua sisi impeller tersebut dipasang saling bertolak belakang sehingga gaya aksial yang timbul akibat tekanan yang bekrja pada masing-masing sisi impeller akan saling membagi.laju aliran total sama dengan dua kali laju aliran yang masuk mulai masing-masing impeler. Dibandingkan dengan pompa isapan Universitas Mercu Buana Page 12
tunggal yang sama kapasitasnya,pompa isapan ganda mempunyai kemampuan isapan yang lebih baik. 2.4.7 Konstruksi pompa Sentrifugal Gambar 2.5 : Konstruksi pompa Sentrifugal Sumber: Sularso, Tahara; Pompa dan Kompresor; Pradya Paramitha Universitas Mercu Buana Page 13
1. Rumah Pompa Rumah pompa pada pompa sentrifugal untuk menampung fluida yang keluar dari impeller. Selain itu, rumah pompa berfungsi untuk memudahkan dan mengarahkan fluida yang akan disalurkan keluar pompa.rumah pompa biasanya berbentuk volute ( spiral ) seperti pada bentuk rumah keong. Untuk air dingin yang mempunyai tekanan relative rendah, rumah pompa biasanya terbuat dari bahan besi cor. Untuk tekanan yang melebihi 0.689 bar ( 100 Psi ) digunakan dari bahan semi baja yaitu besi cor berkualitas tinggi. Untuk cairan yang sifatnya korosif yang dapat memberikan reaksi asam seperti air garam, bahan rumah pompa terbuat dari brons atau baja tahan karat. Pompa dengan poros horizontal, menurut letak isapnya maka rumah pompa dapat dibagi menjadi empat macam yaitu : Saluran isap samping ( Side Suction ) Saluran isap ujung ( End Suction ) Saluran isap bawah ( Bottom Suction ) Saluran isap atas ( Top Suction ) 2. Impeller Impeller merupakan cakram bulat dari logam dengan lintasan untuk aliran fluida yang sudah terpasang. Impeller biasanya terbuat dari perunggu, polikarbonat, besi tuang atau stainless steel, namun bahan-bahan lain juga digunakan. Sebagaimana kinerja pompa tergantung pada jenis impellernya, maka penting untuk memilih rancangan yang cocok dan mendapatkan impeller dalam kondisi yang baik. Jumlah impeller menentukan jumlah tahapan pompa. Pompa Universitas Mercu Buana Page 14
satu tahap memiliki satu impeller dan sangat cocok untuk layanan head (tekanan) rendah. Pompa dua tahap memiliki dua impeler yang terpasang secara seri untuk layanan head sedang. Pompa multi-tahap memiliki tiga impeller atau lebih terpasang seri untuk layanan head yang tinggi. Impeler dapat digolongkan atas dasar: Arah utama aliran dari sumbu putaran: aliran radial, aliran aksial, aliran campuran Jenis hisapan: hisapan tunggal dan hisapan ganda Bentuk atau konstruksi mekanis Macam-macam jenis impeller adalah sebagai berikut: a. Impeler yang tertutup memiliki baling-baling yang ditutupi oleh mantel (penutup) pada kedua sisinya. Biasanya digunakan untuk pompa air, dimana baling-baling seluruhnya mengurung air. Hal ini mencegah perpindahan air dari sisi pengiriman kesisi penghisapan, yang akan mengurangi efisiensi pompa. Dalam rangka untuk memisahkan ruang pembuangan dari ruang penghisapan, diperlukan sebuah sambungan yang bergerak diantara impeller dan wadah pompa. Penyambungan ini dilakukan oleh cincin yang dipasang diatas bagian penutup impeller atau dibagian dalam permukaan silinder wadah pompa. Kerugian dari impeller tertutup ini adalah resiko yang tinggi terhadap rintangan. Universitas Mercu Buana Page 15
b. Impeler terbuka dan semi terbuka. Memudahkan dalam pemeriksaan impeller. Kemungkinan tersumbatnya kecil. Akan tetapi untuk menghindari terjadinya penyumbatan melalui resirkulasi internal, volute atau back-plate pompa harus diatur secara manual untuk mendapatkan setelan impeller yang benar. c. Impeller pompa berpusar/vortex cocok untuk bahan-bahan padat dan berserabut akan tetapi pompa ini 50% kuran efisien dari rancangan yang konvensional 3. Ring Penahan Aus Wear ring atau cincin penahan aus digunakan untuk mencegah kebocoran pada celah antara impeller dan rumah pompa.cincin Penahan aus ini mempunyai celah yang sangat kecil, yang satu dipasang pada impeller dan yang satu lagi dipasang pada rumah pompa.cincin penahan aus pada impeller biasanya diulirkan ke impeller dengan ulir yang arah putarannya berlawanan arah dengan arah putaran impeller. Cincin penahan aus untuk rumah pompa dapat dibuat tidak berputar pada kedudukannya, perbedaan tekanan dan kecepatan putaran. Jenis yang paling banyak digunakan adalah flat type dan L type. 4. Poros Fungsi poros adalah untuk mentransmisikan momen torsi dari motor penggerak ke impeller pada start maupun selama pompa bekerja. Letak poros pada pompa dapat horizontal maupun vertical. Universitas Mercu Buana Page 16
5. Seal/paking Fungsi seal/paking adalah untuk mencegah fluida keluar melalui poros dan menahan udara mengalir masuk ke dalam pompa. Paking untuk poros dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu : a. Stuffing box (gland paking ) Stuffing box terdiri dari suatu ruangan yang diisi oleh cincin-cincin paking dari katun, benang asbes atau bahan buatan biasanya PTFE ( Polyetra Floucthleen) atau Teflon yang tahan terhadap segala macam cairan dan temperature. Untuk paking yang terbuat dari metal ( metal putih, kuningan, alumunium ) harus dilumasi gemuk yang dililitkan dengan teras asbes. Untuk mendapatkan paking yang terdiri dari cincin-cincin ditekan dari luar dengan penekanan paking ( gland ). Untuk tekanan sampai 50 N/cm² cukup 4 cincing paking. Penampang cincin stuffing box berbentuk bujur sangkar dengan sisi sebesar 0.25 kali diameter poros. b. Seal mekanik Seal mekanik membentuk permukaan datar dua buah cincin bersinggungan saling meluncur, terjadi suatu penurunan pada tekanan pada lapisan cairan antara kedua cincin tersebut disebabkan oleh gesekan cairan. Seal mekanik dipakai untuk : Tekanan tinggi dan kecepatan keliling tinggi. Tidak ada boleh kebocoran. Universitas Mercu Buana Page 17
Sifat fluida yang dipompa melarutkan paking seperti bensin, petroleum propan, Ada 2 macam seal mekanik yaitu : Internal seal Bagian yang berputar terletak di dalam box dan berhubungan langsung dengan fluida yang dipompa. External seal Bagian yang berputar terletak di luar box dan berhubungan langsung dengan udara. 6. Bantalan ( bearing ) Fungsi bantalan pada pompa sentrifugal adalah untuk menjaga poros tetap lurus akibat adanya gaya radial dan aksial ketika pompa bekerja. Jenis bantalan yang dipakai : a. Single row deep groove ball bearing Paling banyak dipakai pada pompa sentrifugal kecuali untuk ukuran besar.bantalan ini baik untuk menahan beban aksial dan radial. b. Double row deep groove ball bearing Digunakan jika beban lebih besar dari pada yang dijinkan pada single row deep groove ball bearing c. Seal aligning ball bearing Digunakan untuk beban besar dan putaran tinggi, tetapi hanya dapat menahan gaya aksial yang tidak terlalu besar. Universitas Mercu Buana Page 18
d. Angular contact ball bearing Digunakan menahan gaya aksial yang besar. Untuk gaya dari satu arah dipakai single row type dan untuk dua arah dipakai double row type. 7. Kopling Kopling digunakan untuk memindahkan gerak putar dan torsi dari motor penggerak ke motor pompa akan digerakkan. Dengan adanya kopling ketidak lurusan poros pompa dan poros motor listrik dapat diatur. Ada dua macam jenis kopling : Rigid couplings Flexible couplings Paling sering dipakai untuk pompa sentrifugal adalah dengan bushing dari karet kopling fleksibel. 8. Pelat Pondasi dan Penumpu Pelat pondasi berfungsi untuk menyatukan kaki pompa dengan pondasi sehingga tidak bergeser, penumpu berguna untuk meluruskan pompa penggerak dan tidak bergeser. Penumpu juga berguna untuk meluruskan poros pompa motor penggerak dan poros serta menyerap getaran-getaran yang terjadi ketika pompa bekerja. Universitas Mercu Buana Page 19
2.5 Head Zat Cair Head merupakan fungsi energi angkat atau dapat dinyatakan dengan satuan energi pompa persatuan fluida, satuannya meter atau feet. Sedangkan untuk pengukuran dilakukan dengan cara mengukur beda tekanan fuida pada pipa isap dan pipa buang pada pompa. Aliran suatu zat cair ( misalnya air) melalui suatu penampang saluran. Pada penampang tersebut zat cair mempunyai tekanan statis p ( N/m²), kecepatan rata-rata v ( m/s ) dan ketinggian z ( m ) diukur dari bidang referensi. Maka Zat cair tersebut pada penampang yang bersangkutan mempunyai Head Total ( H ) : H 2 P v Z 2g Dimana : P 2 v 2g Z : Head tekanan : Head kecepatan : Head Potensial Ketika head tersebut diatas tidak lain adalah energi mekanik yang dikandung oleh satuan berat ( 1 kg/m³) zat cair yang mengalir pada penampang yang bersangkutan. Head Total tersebut dinyatakan dengan satuan tinggi kolom zat cair dalam meter. Dalam satuan SI, head ( H ) dinyatakan sebagai energi spesifik Y, yaitu energi mekanik yang dikandung oleh cairan persatuan massa ( 1 kg ) zat Universitas Mercu Buana Page 20
2 P v cair. Satuan Y adalah J/kg, maka energi spesifik tekanan, kecepatan 2 dan potensial g.z Maka persamaan energi spesifik total sebagai berikut : 2 P v Y g. H g. Z 2g Dimana, = massa zat cair persatuan volume ( kg/m³) 2.6 Head Pompa Head pompa adalah energi per satuan berat yang harus disediakan untuk mengalirkansejumlah zat cair yang direncanakan sesuai dengan kondisi instalasi pompa, atau tekananuntuk mengalirkan sejumlah zat cair, yang umumnya dinyatakan dalam satuan panjang. 2.6.1 Head Statis Total Head statis total adalah perbedaan tinggi antara permukaan zat cair pada sisi tekan denganpermukaan zat cair pada sisi isap. Head statis total dapat dinyatakan dengan rumus : Z = Zd - Zs Dimana : Z : Head statis total Zd : Head statis pada sisi tekan Zs : Head statis pada sisi isap Universitas Mercu Buana Page 21
2.6.2 Head Tekanan ( Head Pressure ) Merupakan head dalam tekanan didalam aliran fluida. Dalam P P perumusan dapat 1 Hp ditulis : g 2 ( Pompa dan kompressor,ir.sularso, Msme, tahun 2000 ) Dimana : H : Head tekanan (m) P2 P 1 : beda tekanan antara dua titik yang diukur ( N/m²) G : Percepatan gravitasi (m/s²) : massa jenis zat cair (kg/m³) 2.6.3 Head Kecepatan ( Velocity head ) Merupakan energi dari fluida yang dihasilkan dari gerakan pada suatu pipa Dalam perumusan dapat ditulis Hv v v 2g 2 1 ( Pompa dan kompressor,ir.sularso, Msme, tahun 2000 ) Dengan : Hv : Head kecepatan (m) v 1 : Kecepatan aliran pada pipa 1 dalam fluida ( m/s ) v 2 : Kecepatan aliran pada pipa 2 dalam fluida ( m/s ) g : Percepatan gravitasi (m/s²) Universitas Mercu Buana Page 22
2.6.4 Kerugian head (head loss) Kerugian energi per satuan berat fluida dalam pengaliran cairan dalam sistem perpipaan disebut sebagai kerugian head (head loss).head loss terdiri dari : 1. Mayor head loss (mayor losses) Merupakan kerugian energi sepanjang saluran pipa yang dinyatakan dengan rumus : Harga f (faktor gesekan) didapat dari diagram Moody sebagai fungsi dari Angka Reynold (Reynolds Number) dan Kekasaran relatif (Relative Roughness - ε/D), yang nilainya dapat dilihat pada grafik (lampiran) sebagai fungsi dari nominal diameter pipa dan kekasaran permukaan dalam pipa (e) yang tergantung dari jenis material pipa. Hmayor 2 L v f.. ( Pompa dan kompressor,ir.sularso, Msme, tahun D 2g 2000 ) Dimana : L : Panjang pipa ( m ) D : Diameter pipa ( m ) v : Kecepatan fluida melalui pipa ( m/s ) f : Koefesien kerugian ( Diagram moody ) g: Percepatan gravitasi ( 9.8 m/s²) Universitas Mercu Buana Page 23
Angka reynold ialah sebuah nilai yang digunakan untuk mengetahui jenis aliran fluida, apakah termasuk aliran laminar atau turbulen, Harga Reynold number dapat ditentukan dengan: v.d Re ( Pompa dan kompressor,ir.sularso, Msme, tahun 2000 ) Dimana : Re = Bilangan Reynolds v = Kecepatan air ( m/s ) = Viskositas kinematik air ( m2/s ) Apabila aliran laminer ( < 2000 ),faktor gesekan ( f ) dapat dicari dengan pendekatan rumus : f 64 Re Dan apabila turbulen ( Re>2000 ),faktor gesekan ( f ) dapat dicari dengan moody diagram 2. Minor head loss (minor losses) Merupakan kerugian head pada fitting dan valve yang terdapat sepanjang sistem perpipaan.dapat dicari dengan menggunakan Rumus : H minor Dimana n. K. v 2. g 2 n : Jumlah fitting/ Valve dengan diameter sama K : Koefisien Gesekan V : Kecepatan air ( m/s ) g : Percepatan gravitasi ( 9.8 m/s²) Universitas Mercu Buana Page 24
2.6.5 Total Losses Total losses merupakan kerugian total sistem perpipaan, yaitu : Hls = hlp + hlf Dimana hl : Total Losses hlp : Jumlah mayor losses ( kerugian gesekan dalam pipa ) hlf : Jumlah minor losses ( kerugian gesekan pada fitting dan Valve ) Tabel 1.1 : Kekasaran Ekivalen Untuk Pipa Baru Sumber : Modul Mekanika Fluida Universitas Mercubuana Universitas Mercu Buana Page 25
Tugas Akhir Gambar 2.6 : Diagram Moody Sumber : Modul Mekanika Fluida Universitas Mercubuana Universitas Mercu Buana Page 26
2.7 Persamaan Bernoulli Dalam suatu cairan fluida incompressible memiliki tekanan (p) dan kecepatan (v), serta beda ketinggian (z), besarnya aliran adalah: W m. p v m g. z p. 2 2 [ Nm] Persamaan energi W 2 p v g. z 2 Konstan [ Nm/kg ] Persamaan energi I 2 p v z. g 2g Konstan [ m ] persamaan head Jika fluida mengalir dari tempat satu ke tempat dua, maka persamaan Bernoulli dinyatakan dengan: z 2 p1 v1. g 2g z p2. g 1 2 2 v2 2g 2.8 Head Total Pompa. head total pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan sejumlah zat cair yang direncanakan, dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang dilayani oleh pompa. Seperti gambar dibawah ini : Universitas Mercu Buana Page 27
Gambar 2.7 : Head Total pompa Sumber: Sularso, Tahara; Pompa dan Kompresor; Pradya Paramitha Head total dihitung sebagai berikut : 2 v H ha hp hl 2g Dimana : H ha : Head total pompa (m) :Head statis total (m) Head ini adalah perbedaan tinggi antara muka air sisi luar dan sisi isap, tanda positif ( + ) dipakai apabila muka air sisi keluar lebih tinggi dari pada sisi isap. hp : Perbedaan head tekanan yang bekerja pada kedua permukaan air (m), hp hp2 hp1 h l :Berbagai kerugian head di pipa,katup, belokan, sambungan, dll Universitas Mercu Buana Page 28
2 V 2g :Tekanan kecepatan pada lubang keluar pipa ( m ) g : Gravitasi ( m/s²) Adapun hubungan antara tekanan dan Head tekanan dapat di peroleh dari rumus berikut : P hp 10x Dimana, hp : Head tekanan ( m ) P : Tekanan (N/m²) : Berat satuan Volume zat cair yang dipompa (N/m³) Menurut ISO, energy spesifik Y ( J/kg ) kadang-kadang dipakai sebagai pengganti head H (m ). Adapun hubungannya adalah sebagai berikut : g.h Sebagaimana di utarakan sebelumnya,untuk menentukan head total yang harus diselesaikan pompa,perlu dihitung dahulu head kerugian hf 2.9 Putaran Spesifik Putaran spesifik adalah untuk satu tingkat dimana impeller dapat memindahkan cairan 1m3/s dengan head 1m atau dapat dituliskan sebagai berikut : n ns Q 3/ 4 H Universitas Mercu Buana Page 29
Dimana : ns = Putaran spesifik pompa ( rpm ) n = Putaran pompa ( rpm ) Q = Kapasitas pompa (m³/s ) H = Head total pompa ( m ) 2.10 Performasi Bentuk pompa pada umumnya tergantung pada ns, jadi dapat dimengerti bila karakteristiknya juga akan tergantung pada ns.karakteristik sebuah pompa dapat digambarkan dalam kurva-kurva karakteristik yang menyatakan besarnya head total pompa, daya poros,efisiensi pompa terhadap kapasitas. Kurva performasi tersebut pada umunya digambarkan pada putaran tetap Gambar 2.8: Kurva Effisiensi pompa Sumber : SNI 03-6570-2001 Universitas Mercu Buana Page 30
Dari gambar terlihat bahwa kurva head kapasitas menjadi curam pada pompa dengan harga ns yang semakin besar. Kurva daya terhadap kapasitas mempunyai harga minimum bila kapasitas aliran sama dengan nol pada pompa sentrifugal dengan ns kecil. Kurva efisiensi terhadap kapasitas dari pompa sentrifugal umumnya berbentuk mendekati busur lingkaran. Harga Efisiensinya hanya sedikit menurun bila kapasitas berubah menjauhi harga optimumnya. 2.11 Daya pompa dan Efisiensi Parameter-parameter lain yang juga perlu diperhatikan dalam kurva karakteristik pompa adalah daya yang diperlukan pompa tingkat efisien. Rumusan secara garis besar untuk daya pompa yang diperlukan adalah : xgxhxq P ns = Putaran spesifik pompa ( rpm ) n = Putaran pompa ( rpm ) Q = Kapasitas pompa (m³/s ) H = Head total pompa ( m ) = Efisiensi pompa ( berasal dari grafik efisiensi pompa) 2.12 Kavitasi Kavitasi atau penguapan adalah pembentukan gelembung dibagian dalam pompa. Hal ini dapat terjadi manakala tekanan statik fluida setempat menjadi Universitas Mercu Buana Page 31
lebih rendah dari tekanan uap cairan (pada suhu sebenarnya). Kemungkinan penyebabnya adalah jika fluida semakin cepat dalam kran pengendali atau disekitar impeler pompa. Penguapan itu sendiri tidak menyebabkan kerusakan. Walau demikian, bila kecepatan berkurang dan tekanan bertambah, uap akan menguap dan jatuh. Hal ini memiliki tiga pengaruh yang tidak dikehendaki: Erosi permukaan baling-baling, terutama jika memompa cairan berbasis air. Meningkatnya kebisingan dan getaran, mengakibatkan umur sil dan bearing menjadi lebih pendek Menyumbat sebagian lintasan impeler, yang menurunkan kinerja pompa dan dalam kasus yang ekstrim dapat menyebabkan kehilangan head total. Akibat-akibat yang dapat ditimbulkan oleh kavitasi antara lain : 1. Sudu-sudu impeller dapat termakan karena erosi kavitasi 2. Menimbulkan suara berisik. 3. Menimbulkan kejutan-kejutan dan vibrasi. 4. Permukaan dinding akan termakan sehingga berlubang. Agar tidak terjadi kavitasi harus diusahakan agar tidak ada satu bagianpun dari aliran di dalam pompa yang mempunyai tekanan statis lebih rendah dari tekanan uap jenuh cairan pada temperature yang bersangkutan. Agar pompa dapat bekerja tanpa mengalami kavitasi,maka harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : NPSH Available > NPSH Required Universitas Mercu Buana Page 32
2.13 NPSH ( Net Possitive Suction Head ) Available Head yg dimiliki oleh zat cair pd sisi isap pompa (tekanan mutlak pd sisi isap pompa), dikurangi dengan tekanan uap jenuh zat cair ditempat tersebut. Besarnya hanya tergantung pd kondisi luar pompa dimana pompa dipasang. 2.14 NPSH Required Tekanan terendah di dalam pompa biasanya terletak disuatu titik dekat setelah sisi masuk sudu impeller. Dibagian ini adalah tekanan lebih rendah dari pada bagian sisi isap atau lubang isap pompa.hal ini dapat disebabkan oleh karena adanya kerugian head diisap.kenaikan kecepatan aliran karena adanya luas penampang yang menyempit dan kenaikan kecepatan aliran karena tebal sudu setempat. Jadi agar tidak terjadi penguapan zat cair, maka tekanan pada lubang isap pompa dikurangi dengan penurunan tekanan didalam pompa harus lebih tinggi dari pada tekanan uap jenuh zat cair. Head tekanan besarnya sama dengan penurunan tekanan ini disebut NPSH yang diperlukan.agar pompa dapat beroperasi dengan tidak mengalami kavitasi maka NPSH yang tersedia harus lebih besar dari pada NPSH yang diperlukan. Jika head total pompa pada tititk efisien maksimum dinyatakan sebagai dan NPSH yang diperlukan untuk titik ini adalah NPSHr,maka di definisikan sebagai : Dimana NPSHr.H NPSHr H : Koefisien kavitasi thoma ; NPSH yang diperlukan : Head pompa Universitas Mercu Buana Page 33
2.15 Berbagai Pengaruh pada NPSH Yang Tersedia NPSH yang tersedia tergantung pada berbagai faktor,seperti tekanan atmosfer atau tekanan yang bekerja pada permukaan zat cair tekanan uap air pada temperature yang bersangkutan dan head isap statis. Adapun besarnya NPSH yang tersedia dapat dihitung dari kondisi instalasi pompa terpasang, dalam hal ini NPSH yang diperlukan. 2.16 Kriteria Desain 2.16.1 Klasifikasi Bangunan Berdasarkan Tingkat Kebakaran Klasifikasi bangunan berdasarkan tingkat kebakaran dibedakan menjadi : Hunian bahaya kebakaran ringan (Light Hazard Occupancies) Yaitu gedung atau bagian dari gedung yang memiliki kuantitas dan keterbakaran isi gedung rendah dan kecepatan pelepasan panas dari api rendah. Contohnya adalah sekolah, rumah sakit, museum, perpustakaan, kantor, tempat tinggal, area tempat duduk restauran, teater, dan auditorium. Hunian bahaya kebakaran sedang (Ordinary/Moderate Hazard Occupancies) Jenis ini terdiri dari dua golongan, yaitu: Group I adalah gedung atau bagian dari gedung yang memiliki kuantitas dan keterbakaran isi gedung sedang, dan timbunan benda-benda yang mudah terbakar tidak lebih dari 8 ft (2.4 m), kecepatan pelepasan panas Universitas Mercu Buana Page 34
dari api sedang. Contohnya tempat parkir mobil, pabrik roti, pembuatan minuman, pengalengan, pengolahan susu, pabrik elektronika, tempat cuci pakaian, dan pabrik gelas. Group II adalah adalah gedung atau bagian dari gedung yang memiliki kuantitas dan keterbakaran isi gedung sedang, dan timbunan benda-benda yang mudah terbakar tidak lebih dari 12 ft (3.7 m). Contohnya gudang cold storage, pabrik pakaian, tumpukan buku perpustakaan, percetakan, dan pabrik tembakau. Hunian bahaya kebakaran tinggi (Extra/High Hazard Occupancies) Yaitu gedung atau bagian dari gedung yang memiliki kuantitas dan keterbakaran isi gedung tinggi dan memiliki cairan, bubuk, kain, atau benda lainnya yang mudah terbakar (baik flammable maupun combustible), sehingga kecepatan pelepasan panas dari api sangat tinggi. Jenis ini terdiri dari dua group, yaitu: Group I adalah hunian bahaya kebakaran tinggi yang tidak atau hanya sedikit mengandung cairan yang flammable atau yang combustible. Group II adalah hunian bahaya kebakaran tinggi yang mengandung cairan yang flammable atau yang combustible dalam jumlah sedang. Universitas Mercu Buana Page 35
2.16.2 Klasifikasi Bangunan Berdasarkan Tinggi dan jumlah lantai Tabel 2.2 Klasifikasi Bangunan menurut Tinggi dan Jumlah Lantai Klasifikasi Bangunan Ketinggian dan Jumlah Lantai A Ketinggian kurang dari 8m atau 1 lantai B Ketinggian sampai dengan 8m atau 2 lantai C Ketinggian sampai dengan 14m atau 4 lantai D Ketinggian sampai dengan 40m atau 8 lantai E Ketinggian lebih dari 40m atau diatas 8 lantai Sumber: Panduan Sistem Hidran untuk Pencegah Bahaya Kebakaran pada Bangunan Rumah dan Gedung, Departemen Pekerjaan Umum, 1987 2.17 Instalasi Pemadam Kebakaran Pada instalasi ini sistem dapat dibagi menjadi beberapa sub-sistem, yaitu : 2.17.1 Sprinkler System Sistem ini merupakan suatu sistem pencegahan pertama yang sangat baik pada pemakaiannya dilengkapi dengan Heat Detector. Pancaran airnya lebih kecil bila dibandingkan hydrant dan cara kerjanya automatis. Di bawah ini adalah jenis sprinkler head yang digunakan pada bangunan ini. Universitas Mercu Buana Page 36
Gambar 2.9: Sprinkler Head Pendent Type Sumber : Victaulic Product Gambar 2.10: Sprinkler Head Upright Type Sumber : Victaulic Product Tipe ini berupa tabung yang terbuat dari kaca khusus (special glass) yang mana digunakan menahan air pada tempatnya. Tabung tersebut berisi cairan kimia berwarna yang mana bila dipanaskan (terkena panas) sampai suhu tertentu yang akhirnya gelas tersebut akan pecah sehingga katup terbuka dan air akan mengalir menuju deflector kemudian air akan menyembur keluar untuk memadamkan api. Universitas Mercu Buana Page 37
Tabel 2.3 : Warna Cairan dan Temperatur Sprinkler Tingkat suhu untuk jenis sambungan lebur ( C) Warna tangkai 68 / 74 Tanpa warna 93 / 100 Putih 141 Biru 182 Kuning 227 Merah Tingkat suhu untuk jenis glass bulb ( C) Warna cairan dalam gelas 57 Jingga 68 Merah 79 Kuning 93 Hijau 141 Biru 182 Ungu 203 / 260 Hitam Sumber : SNI 03-6570-2001. Tata cara perancangan dan pemasangan system sprinkler otomatik untuk pencegahan bahaya kebakaran pada bangunan gedung. 2.17.1.1 Penempatan sprinkler Untuk penempatan sprinkler head pada bangunan ini terdapat dua jenis sistem pengaturan penempatan, yaitu tipe pendant dan upright. Hanya dengan Universitas Mercu Buana Page 38
memposisikan sprinkler head ke atas untuk tipe upright dan ke bawah untuk tipe pendant. Sprinkler tipe pendant digunakan di ruangan yang memiliki ceiling (langit langit) dan untuk sprinkler tipe upright digunakan di area parkir dan ramp yang biasanya tidak memiliki ceiling. a. Maksimal Area Proteksi Jarak Maksimal antara Sprinkler berikut ini. Jarak maksimal yang diijinkan antara sprinkler dapat dilihat pada tabel Tabel 2.4. Area Proteksi dan Jarak Maksimal antara Sprinkler Dalam berbagai kasus, area maksimal yang dilindungi sprinkler tidak boleh melebihi 225 ft2 (21 m2). Universitas Mercu Buana Page 39
b. Jarak Maksimal Sprinkler ke Dinding Jarak sprinkler ke dinding tidak boleh melebihi 1.5 kali jarak antar sprinkler yang diindikasi Jarak tersebut harus diukur secara tegak lurus dari sprinkler ke dinding. Jika dinding menyudut atau tidak beraturan, jarak horizontal maksimal antara sprinkler dengan suatu titik pada area lantai yang dilindungi sprinkler, tidak boleh melebihi 0.75 kali jarak antara sprinkler yang diijinkan, serta tidak melebihi jarak tegak lurusnya. c. Jarak Minimal Sprinkler ke Dinding Sprinkler harus ditempatkan minimal 4 inchi (102 mm) dari dinding. d. Jarak Minimal antara Sprinkler Jarak sprinkler (diukur dari tiap pusat sprinkler) tidak boleh kurang dari 6 ft (1.8m). e. Jarak di Bawah Langit-langit Dibawah konstruksi yang tidak terhalang, jarak antara deflektor sprinkler dengan langit-langit minimal 1 inchi (25.4 mm) dan jarak maksimal 12 inchi (305 mm). Dibawah konstruksi yang terhalang, deflektor sprinkler harus diletakkan 1-6 inchi (25.4-152 mm) di bawah benda-benda struktur dan maksimal 22 inchi (559 mm) di bawah langit-langit atau dek. f. Jarak antara Penghalang (Obstruction) dengan Keluaran Sprinkler Sprinkler harus diletakkan sedemikian rupa, sehingga halangan terhadap keluaran sprinkler dapat diminimasi. Universitas Mercu Buana Page 40
g. Jarak antara Perkembangan Keluaran Sprinkler ke Penghalang Penghalang menerus atau tidak menerus kurang dari 18 inchi (457 mm) di bawah deflektor sprinkler, yang dapat menghalangi pula perkembangan penuh sprinkler, harus dipasang sebagai berikut: Sprinkler harus diletakkan sedemikian rupa sehingga berjarak tiga kali lebih besar dari dimensi maksimal penghalang sampai maksimal 24 inchi (609 mm) 2.17.1.2 Persyaratan Kebutuhan Air-metode Pipa Schedule Tabel 2.5. : Persyaratan Penyediaan Air pada Sistem Sprinkler Pipa Schedule Sumber: Installation of Sprinkler Systems, NFPA 13, 1996 Edition Universitas Mercu Buana Page 41
Tabel 2.6 Pipa Schedule I untuk hunian Jenis Light Hazard dengan Bahan pipa Baja Sumber: Installation of Sprinkler Systems, NFPA 13, 1996 Edition Tabel 2.7 : Pipa Schedule II untuk Hunian Jenis Ordinary Hazard dengan Bahan pipa Baja Sumber: Installation of Sprinkler Systems, NFPA 13, 1996 Edition Universitas Mercu Buana Page 42
2.17.1.3 MCV SET MCV set terdiri dari Alarm check Valve dan stop Valve,MCV dipasang setiap zone atau area yang berfungsi sebagai pengendali utama dari zone tersebut. Apabila didalam zone tersebut terdapat aliran yang disebabkan sprinkler pecah maka alarm gong akan berbunyi. Gambar 2.11: Main Control Valve (MCV) SET Sumber : PT.Hardi Agung Perkasa 2.17.1.4 BCV SET BCV set terdiri dari Butterfly Valve, Flow switch dan test drain.bcv berfungsi untuk pengendali setiap lantai dan Flow switch berfungsi untuk memberi sinyal ke MCFA yang menandakan adanya aliran pada lantai dan Zone tersebut Universitas Mercu Buana Page 43
Gambar 2.12: Branch Control Valve ( BCV ) Set Sumber : Victaulic Product 2.17.2 Hydrant system Hydrant system adalah instalasi pipa hydrant berisikan air bertekanan dengan tekanan air selalu dijaga pada tekanan yang relatif tetap. Pada sistem ini dapat dibagi lagi menjadi tiga bagian : a. Hydrant Box Hydrant Box dapat dibagi menjadi dua yaitu berupa Indoor Hydrant (terletak di dalam gedung) dan Outdoor Hydrant (terletak di luar gedung). Pemasangan Hydrant Box ini biasanya disesuaikan dengan kebutuhan dan luas ukuran ruangan serta luas gedung. Universitas Mercu Buana Page 44
Gambar 2.13: Indoor Hydrant Box Sumber : PT.Hardi Agung Perkasa Gambar 2.14 : Outdoor Hydrant Box Sumber : PT.Hardi Agung Perkasa b. Hydrant Pillar Alat ini memiliki fungsi yang sama dengan Indoor Hydran Box, hanya saja diletakan di luar gedung. Biasanya di sebelah hydrant pillar terdapat hydrant box Universitas Mercu Buana Page 45
yang hanya berisi hose rell. Peletakan hydrant pillar di tentukan dari luas lahan dan ditempatkan di tempat yang mudah diakses. c. Siamesse Connection Gambar 2.15 : Hydrant Pillar Sumber : Citra Konsulindo Utama Alat ini memiliki fungsi yang sama dengan Pillar Hydran, hanya saja tidak terdapat hydrant box. Dan biasanya petugas pemadam kebakaran menggunakan outlet ini dan disambungkan ke selang yang dibawa oleh petugas pemadam kebakaran. Peletakan Siamesse Connection di tentukan dari jumlah akses untuk masuk ke wilayah gedung tersebut. Universitas Mercu Buana Page 46
Gambar 2.16 : Siamesse Connection Sumber : Citra Konsulindo Utama 2.17.3 Pressure Reduce Valve ( PRV SET ) PRV SET terdiri dari PRV, butterfly valve, preasure gauge. PRV berfungsi untuk mengurangi tekanan dari pompa sesuai tekanan yang di inginkan Gambar 2.17: Pressure Reduce Valve ( PRV ) Set Sumber : PT.Hardi Agung Perkasa Universitas Mercu Buana Page 47
2.17 Kriteria Perancangan Sistem Pemadam Kebakaran Menggunakan Hidran Gedung Kriteria perancangan untuk sistem pemadam kebakaran menggunakan hidran gedung adalah : Tabel 2.8 Penentuan jumlah hidran, 1 buah setiap luas lantai klasifikasi Bangunan Jumlah hydrant / Luas lantai Ruang Tertutup Ruang tertutup dan terpisah A 1 Bh setiap 1000 m² 2 Bh setiap 1000 m² B 1 Bh setiap 1000 m² 2 Bh setiap 1000 m² C 1 Bh setiap 1000 m² 2 Bh setiap 1000 m² D 1 Bh setiap 800 m² 2 Bh setiap 800 m² E 1 Bh setiap 800 m² 2 Bh setiap 800 m² Sumber : KEP/MEN/10/2000 2.18.1. Penentuan tekanan sistem pipa hidran berikut ini: Tekanan sistem pipa hidran harus memenuhi salah satu dari persyaratan 1. Didesign secara hidrolik untuk mendapatkan laju aliran pada tekanan sisa 6,9 kg/cm2 (100psi) pada keluaran sambungan selang 63,5 mm (2,5 inchi) yang Universitas Mercu Buana Page 48
terjadi dihitung secara hidrolik dan 4,5 kg/cm2 (65 psi) pada ujung kotak hidran 38,1 mm (1,5 inchi) yang jauh dihitung secara hidrolik. Pengecualian : Bilamana instansi yang berwenang mengijinkan tekanan lebih rendah dari 6,9 kg/cm2 (100psi) untuk sambungan selang 63,5 mm (2,5 inchi), berdasarkan taktik pemadaman, tekanan dapat dikurangi hingga paling rendah 4,5 kg/cm2 (65 psi). 2. Ukuran pipa dengan laju aliran yang dipersyaratkan pada tekanan sisa 6,9 kg/cm2 (100psi) pada ujung yang terjauh dengan ukuran 63,5 mm (2,5 inchi) dan tekanan 4,5 kg/cm2 (65 psi) pada ujung selang terjauh dengan ukuran 38,1 (1,5 inchi), didesign sesuai dengan sebagaimana tertera pada table 2.9. design menggunakan cara schedule pipa, harus dibatasi hanya pipa hidran basah untuk bangunan yang tidak di kategorikan sebagai bangunan tinggi. Tabel 2.9 : Diameter pipa minimal ( dalam inch ) Total Akumulasi Aliran Jarak Total Pipa Terjauh Dari Keluaran Gpm l/min <15.2 m 15.2 30.2 m > 30.5m 100 379 2,0 inchi 2,5 inchi 3,0 inchi 101 500 382 1.893 4,0 inchi 4,0 inchi 6,0 inchi 501 750 1.896 2.839 5,0 inchi 5,0 inchi 6,0 inchi 751 1250 2.843 4.331 6,0 inchi 6,0 inchi 6,0 inchi 1251 - ke atas 4.735 ke atas 8,0 inchi 8,0 inchi 8,0 inchi Sumber : KEP/MEN/10/2000 Universitas Mercu Buana Page 49
Penentuan diameter pipa ditinjau dari jarak total pipa dan total akumulasi aliran. Catatan : 1 gpm = 3,785 liter/menit 2.18.2 Sistem Pipa Tegak Dalam sistem pipa tegak dapat dibagi menjadi beberapa sistem antara lain : Automatic-Wet Merupakan suatu sistem stand pipe basah yang memiliki suplai air yang cukup untuk memenuhi kebutuhan sistem secara otomatis. Automatic-Dry Merupakan suatu sistem stand pipe kering, biasanya diisi dengan udara bertekanan dan dirangkaikan dengan suatu alat, seperti dry pipe valve, untuk menerima air ke dalam sistem perpipaannya secara otomatis dengan membuka suatu hose valve. Kelebihan dari Automatic-Dry antara lain : - Menghemat kerja pompa - Pompa akan bekerja secara otomatis pada saat alarm berbunyi, sehingga air akan segera mengalir untuk menanggulangi kebakaran. Semi Automatic-Dry Merupakan sistem stand pipe kering yang dirangkaikan dengan suatu alat seperti deluge value, untuk menerima air ke dalam sistem perpipaannya dengan Universitas Mercu Buana Page 50
cara mengaktifkan suatu alat pengontrol jarak jauh yang terletak pada setiap hose connection. Suplai air harus mampu memenuhi kebutuhan sistem. Manual-Wet Merupakan suatu sistem stand pipe basah yang memiliki suplai air yang sedikit, hanya untuk memelihara keberadaan air dalam pipanya, namun tidak memiliki untuk memenuhi seluruh kebutuhan sistem. Suplai air sistem diperoleh dari fire department pumper. Manual-Dry Merupakan suatu sistem stand pipe yang tidak memiliki suplai air yang permanen. Air yang diperlukan diperoleh dari suatu fire department pumper, untuk kemudian dipompakan ke dalam sistem melalui fire department connection. 2.18.3 Kelas Sistem Stand Pipe Kelas I Merupakan suatu sistem stand pipe yang harus menyediakan hose connection berdiameter 2½ inchi untuk mensuplai airnya, khususnya digunakan oleh petugas pemadam kebakaran dan orang-orang yang terlatih untuk menangani kebakaran berat. Kelas II Merupakan suatu sistem stand pipe yang harus menyediakan hose connection berdiameter 1½ inchi untuk mensuplai airnya, digunakan oleh penghuni gedung atau petugas pemadam kebakaran selama tindakan pertama. Pengecualian dapat Universitas Mercu Buana Page 51
dilakukan dengan menggunakan hose connection 1 inchi jika kemungkinan bahaya sangat kecil dan telah disetujui oleh instalasi atau pejabat yang berwenang. Kelas III Merupakan suatu sistem yang harus menyediakan baik hose connection berdiameter 1½ inchi untuk digunakan oleh penghuni gedung maupun hose connection berdiameter 2½ inchi untuk digunakan oeh petugas pemadam kebakaran ada orang-orang yang telah terlatih untuk kebakaran berat. 2.19 Desain atau Perancangan 1. Penentuan letak hose connection Pada sistem stand pipe kelas I, jika bagian terjauh dari suatu lantai/tingkat yang tidak bersprinkler melebihi 150 ft (45.7 m) dari jalan keluar (exit) atau melebihi 200 ft (61 m) untuk lantai yang tidak bersprinkler, perlu dilakukan penambahan hose connection pada lokasi yang diperlukan oleh petugas pemadam kebakaran. 2. Ukuran minimum stand pipe Stand pipe pada kelas I dan III harus berdiameter minimal 4 inchi. 3. Tekanan minimum sistem Stand pipe harus didisain secara hidrolis guna memenuhi flow-ratenya, dengan tekanan residual minimal 100 psi (6.9 bar) pada hose connection terjauh untuk yang berdiameter 2½ inchi dan 65 psi (4.5 bar) untuk yang berdiameter 1½ inchi. Universitas Mercu Buana Page 52
4. Tekanan maksimum hose connection Tekanan residual pada hose connection berdiameter 1½ inchi yang digunakan oleh penghuni bangunan tidak boleh melebihi 100 psi (6.9 bar). Ketika tekanan statik pada hose connection melebihi 100 psi, maka pressure regulator device harus digunakan untuk membatasi tekanan statik dan residual pada outlet hose connection pada 100 psi untuk diameter 1½ inchi dan 175 psi untuk hose connection lainnya. 5. Flow rate (debit) minimum pada stand pipe Untuk sistem kelas I dan III, flowrate minimum pada stand pipe terjauh harus 500 gpm (1893 l/menit). Sedangkan untuk tambahannya harus memiliki flow rate minimal 250 gpm (946 l/menit) per stand pipe, dengan jumlah total tidak lebih dari 1250 gpm (4731 l/menit). Pengecualian, jika luas area melebihi 80000 ft (7432 m2), maka stand pipe kedua terjauh harus didisain untuk 500 gpm. 6. Flow rate minimum pada hidran gedung Debit air minimum gedung 400 l/menit 7. Prosedur perhitungan Penentuan ukuran pipa dan kehilangan tekan yang ditimbulkan dilakukan denga cara yang sama pada sistem penyediaan air bersih, yaitu menggunakan persamaan Hazen-William. Pipa yang digunakan juga merupakan jenis pipa Galvanis baru. Universitas Mercu Buana Page 53
8. Drain dan Test riser Secara permanen drain riser 3 inchi (76 mm) harus disediakan berdekatan pada setiap stand pipe, yang dilengkapi dengan pressure regulating device guna memungkinkan dilakukannya tes pada tiap alat/device. Setiap stand pipe harus disediakan draining, suatu drain valve dan pipanya, diletakkan pada titik terendah pada stand pipe. Penentuan suatu stand pipe drain dapat dilihat pada tabel di bawah ini: Tabel 2.10 Ukuran Stand pipe Drain Ukuran Stand Pipe Ukuran Connection Drain Sampai dengan 2 in ¾ in atau lebih besar 2 ½ in, 3 in, atau 3 ½ in 1¼ in atau lebih besar 4 in atau lebih besar 2 in saja Sumber: NFPA 14, Standar Installation for Standpipe and Hose Systems, 1996 Edition Universitas Mercu Buana Page 54
2.19.1 Ukuran Pipa Tegak Diameter minimal pipa tegak yang dipasang harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : a. Diameter 100 mm ( 4 ) Pipa tegak diameter 100 mm ( 4 ) digunakan apabila ketinggian bangunan tidak lebih dari 40 m dan hanya ada satu katup landing disetiap lantainya. b. Diameter 150 mm ( 6 ) Diameter 150 mm ( 6 ) digunakan pada bangunan yang memiliki ketinggian lebih dari 40 m dan diperbolehkan menggunakan dua katup landing untuk setiap lantainya. 2.19.2 Penempatan Pipa tegak Penempatan pipa tegak harus sesuai dengan ketentuan dibawah ini : a. Di dalam suatu lobby yang diventilasi dan mendekati tangga (bila tersedia ) b. Pipa tegak harus dipasang dan diproteksi terhadap kerusakan mekanis dan api c. Pipa tegak tidak boleh dipasang didalam shaft yang didalamnya terdapat pipa gas, pipa uap, pipa bahan bakar atau kabel listrik. d. Apabila tidak terpasang pada daerah yang terlindung,maka pipa harus di bungkus dan di lindungi dengan bahan yang mempunyai tingkat ketahanan terhadap kebakaran selama 2 jam. Universitas Mercu Buana Page 55
2.19.3 Batasan tekanan Tekanan sisa pada titik terjauh dihitung secara hidroulik adalah 4.5 bar.sedangkan tekanan maksimum pada setiap box hydrant tidak melampaui 12.1 bar (175 psi ),apabila tekanan melebihi 12,1 bar karena bangunan cukup tinggi, maka pada zona bawah perlu dipasang Pressure Reducing Valve, sebuah katup untuk mengurangi tekanan sehingga tekanan static tidak melebihi 12.1 bar. 2.19.4 Cadangan air Cadangan air pada Ground Water Tank harus tersedia setiap saat dan tidak boleh digunakan untuk keperluan lainnya.cadangan air yang tersedia harus mencukupi kebutuhan selama pemompaan tidak kurang dari 45 menit. 2.19.5 Penentuan pasokan air Sistem pipa hidran otomatis harus dihubungkan dengan pasokan air yang telah disetujui dan mampu memenuhi kebutuhan sistem. Sistem pipa tegak manual harus memenuhi pasokan air yang telah disetujui. Pasokan air otomatis tunggal dapat diizinkan untuk digunakan bila mana dapat memasok kebutuhan sistem dalam waktu sekurang kurangnya 60 menit, dari kapasitas pompa pemadam kebakaran. Sumber air berasal dari PDAM dan cadangan berasal dari Deepwell. Universitas Mercu Buana Page 56
Contoh : Kapasitas pompa dari hasil perhitungan 750 gpm, dengan bangunan luas 1600 m2 tiap lantai. Maka kapasitas pasokan air adalah 750 gpm x 3.875 liter x 60 menit = 170 m3 Tabel 2.11 Tabel kapasitas pompa kebakaran nominal Sumber : SNI 03-6570-2001 Universitas Mercu Buana Page 57
2. 20 Sistem Penyediaan Air 2. 20. 1 Jaringan Kota Pada setiap gedung yang direncanakan, sistem penyediaan airnya berasal dari jaringan kota yang kemudian ditampung pada Ground Tank. Sambungan pada sistem jaringan kota dapat diterima kembali apabila kapasitas dan tekanannya mencukupi. Kapasitas dan tekanan sistem jaringan kota dapat diketahui dengan mengadakan pengukuran langsung pada jaringan distribusi ditempat penyambungan yang dilaksanakan, dan ukuran pipa distribusi sekurang kurangnya harus sama dengan pipa tegak yang berfungsi sebagai shaft pipa. Berikut ini adalah ketentuan untuk sistem Pemadam Kebakaran : a. Sesuai dengan peraturan NFPA ( National Fire Protection Association ) dan Menteri Pekerjaan Umum bahwa untuk setiap lantai yang memiliki sprinkler 14 45 buah pada gedung dengan jenis kebakaran ringan harus memiliki debit air ( Q ) sekurang kurangnya 0,001 m3/s ( untuk satu Sprinkler Head ). b. Sesuai dengan keputusan Gubernur DKI Jakarta No. 887 Tahun 1981 tentang Persyaratan dan Standar debit Aliran Hydrant Box untuk gedung dengan jenis kebakaran ringan harus memiliki debit aliran ( Q ) sekurang kurangnya 0,006 m3/s ( untuk satu hydrant box pada tiap lantai ). c. Sesuai dengan keputusan Gubernur DKI Jakarta No. 887 Tahun 1981 tentang Persyaratan dan Standar debit Aliran Hydrant Box untuk gedung dengan jenis kebakaran ringan harus memiliki debit aliran ( Q ) sekurang Universitas Mercu Buana Page 58
kurangnya 0,019 m3/s (untuk satu hydrant pillar pada satu halaman gedung ). 2. 20. 2. Tangki Gravitasi Tangki Gravitasi diletakan pada ketinggian tertentu dan direncanakan dengan baik dan dapat diterima sebagai sistem penyediaan air Tangki Gravitasi yang melayani keperluan rumah tangga, hydrant kebakaran dan sistem sprinkler otomatis harus : Direncanakan dan dipasang sedemikian rupa sehingga dapat menyalurkan air dalam kuantitas dan ketentuan yang cukup untuk sistem tersebut. Mempunyai lubang aliran keluaran untuk keluaran rumah tangga pada ketinggian tertentu dari dasar tangki, sehingga persediaan minimum untuk memadamkan kebakaran dapat direncanakan. Mempunyai lubang aliran keluaran untuk kebakaran pada ketinggian tertentu dari dasar tangki, sehingga persediaan minimum yang diperlukan untuk sistem sprinkler otomatis dapat dipertahankan. 2. 20. 3 Tangki Bertekanan Tangki bertekanan harus dilengkapi dengan suatu cara yang dibenarkan agar tekanan udara dapat diatur secara otomatis. Sistem tersebut dilengkapi dengan alat tanda bahaya yang memberikan peralatan apabila tekanan atau permukaan tinggi air dalam tangki turun melalui batas yang ditentukan. Universitas Mercu Buana Page 59
Tangki bertekanan harus selalu berisi air 2/3 penuh dan diberi tekanan udara sedikitnya 49 N/cm2, kecuali ditentukan lain oleh pejabat yang berwenang. Apabila dasar tangki bertekanan terletak sedemikian rupa di bawah sistem sprinkler yang tertinggi, maka tekanan udara yang harus diberikan minimum 49 N/cm2 ditambah 3 x tekanan yang disebabkan oleh berat air pada perpipaan sistem sprinkler di atas tangki. 2. 20. 4 Mobil Pemadam Kebakaran Apabila disyaratkan harus disediakan sebuah sambungan yang memungkinkan mobil Pemadam Kebakaran memompakan air ke dalam sistem sprinkler, ukuran pipa minimum adalah 100 mm. Pipa ukuran 75 mm dapat digunakan apabila dihubungkan dengan pipa tegak dan ditempatkan pada bagian dekat katup balik. Pada sistem dengan pipa tegak tunggal, sambungan dilakukan pada bagian dekat katup kendali yang dipasang pada pipa tegak, kecuali sambungan untuk mobil Pemadam Kebakaran. 2.21 Jenis Pompa Pemadam Kebakaran Jenis pompa pemadam kebakaran ditinjau dari sumber penggeraknya adalah sebagai berikut : 1. Pompa Elektrik Adalah pompa yang digerakan dengan listrik yang kita kenal Electric Fire Pump memiliki persyaratan sebagai berikut : Universitas Mercu Buana Page 60
a. Persyaratan persyaratan kinerja minimum dan persyaratan pengujian dari sumber dan transmisi daya listrik ke motor penggerak pompa kebakaran dan persyaratan kinerja minimum dari semua peralatan antara sumber dan pompa, termasuk motor, kecuali alat kontrol listrik pompa kebakaran, saklar pemindah dan perlengkapannya. Semua peralatan listrik dan cara pemasangannya harus memenuhi SNI 04-0225-2000,tentang Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL 2000), dan artikel artikel lain yang tersedia. b. Daya listrik yang dipasok ke motor pompa kebakaran dari sumber yang terpercaya atau dua atau lebih sumber yang tak saling bergantung. Tegangan pada jaringan alat kontrol harus tidak boleh turun lebih dari pada 15% di bawah normal (tegangan nominal pengontrol) pada saat motor distart. Tegangan pada terminal motor harus tidak turun lebih dari 5% di bawah tegangan nominal dari motor. Pompa Elektrik bekerja setelah tekanan hingga tekanan menurun hingga tekanan 14kg/cm², dan pompa jockey mati secara otomatis dan pompa elektrik dimatikan secara manual Gambar 2.18 Electric Pump Horizontal Type Sumber : Brand SPP, PT. Multisindomulya Universitas Mercu Buana Page 61
2. Pompa Diesel Adalah pompa yang digerakan dengan mesin diesel yang kita kenal Diesel Fire Pump. Seleksi dari peralatan pompa kebakaran dengan penggerak motor diesel harus didasarkan pada pertimbangan secara teliti dengan faktor sebagai berikut : a. Tipe kontrol yang paling andal b. Pasokan bahan bakar c. Instalasi d. Start dan mengoprasikan motor diesel e. Motor diesel telah terbukti dengan motor yang menggunakan bahan bakar yang dapat diandalkan untuk menggerakan pompa pemadam kebakaran. Motor bahan bakar yang menggunakan percikan nyala (busi) tidak diperkenankan, kecuali untuk instalasi yang telah dibuat sebelum standar ini dibuat. f. Persyaratan untuk alat pengisi baterai adalah sebagai berikut : - Alat pengisi harus secara spesifik teruji untuk melayani pompa kebakaran. - Rectifer harus dari tipe semiconductor g. Alat pengisi untuk suatu baterai lead-acid harus dari tipe yang secara otomatik dapat mengurangi arus pengisiannya kurang dari 500 ma bila baterai telah mencapai kondisi terisi penuh. h. Alat pengisi baterai pada tegangan nominalnya harus mampu memasok energy pada baterai yang telah kosong dengan cara yang Universitas Mercu Buana Page 62
tidak merusak baterai dan harus dapat mengembalikan 100 kapasitas baterai sebagai cadangan atau amper-jam nominalnya dalam waktu kurang lebih 24 jam. i. Alat pengisi harus memberi tanda pada saat kapasitas atau amperjam nominalnya telah terpenuhi dan dapat diisi ulang. j. Suatu amper meter dengan tingkat ketelitian 5% dari pengisian normal nominalnya harus disediakan untuk menunjukan operasi dari alat pengisi. k. Alat pengisi harus dirancang sedemikiann rupa sehingga tidak merusak atau memutuskan pengaman lebur selama jangka waktu siklus perputaran motor bila dioprasikan oleh suatu alat kontrol secara otomatik atau manual. l. Alat pengisi harus secara otomatik mengisi pada laju maksimum bila diperlukan oleh baterai. m. Alat pengisi baterai harus disusun untuk menunjukan rugi output dari sisi beban dari alat proteksi arus lebih besar dari arus searah bila tidak tersambung ke panel kontrol. Pompa diesel bekerja setelah pompa elektrik mati akibat aliran listrik padam dan tekanan dalam instalasi terus menurun hingga 13kg/cm²,pompa diesel dimatikan secara manual Universitas Mercu Buana Page 63
Gambar 2.19 Diesel Pump Horizontal Type Sumber : Brand SPP, PT. Multisindomulya 3. Pompa Pacu (Jockey Pump) Adalah pompa pacu yang digerakan dengan listrik yang kita kenal Jockey Fire Pump. Pompa ini berfungsi untuk mempertahankan tekanan. Pompa yang mempertahankan tekanan harus mempunyai kapasitas nominal tidak kurang dari setiap nominal kebocorannya. Pemilihan pompa pacu berdasarkan kriteria sebagai berikut : a. Pompa harus mempunyai tekanan pelepasan yang cukup untuk mempertahankan tekanan sistem proteksi kebakaran yang diinginkan. b. Apabila pompa yang mempertahankan tekanan jenis sentrifugal tekanan menutup melebihi tekanan kerja dari peralatan proteksi kebakaran atau apabila pompa jenis turbin baling baling digunakan, ukuran katup relief untuk mencegah tekanan lebih dari sistem harus dipasang pada pelepasan pompa untuk mencegah kerusakan dari sistem proteksi kebakaran. Alat pengatur jangka waktu berjalannya pompa jockey tidak boleh dipasang Universitas Mercu Buana Page 64
apabila pompa jockey yang tersedia mempunyai kemampuan melebihi tekanan kerja dari sistem proteksi kebakaran. c. Pompa kebakaran utama atau cadangan tidak boleh dipakai untuk pompa yang mempertahankan tekanan. d. Pompa yang mempertahankan tekanan (jockey atau tambahan) sebaiknya dipakai apabila dibutuhkan untuk mempertahankan keseragaman atau tekanan tinggi relative pada sistem proteksi kebakaran. e. Pompa yang mempertahankan tekanan tipe sentrifugal lebih disukai. f. Pompa jockey sebaiknya kapasitas ditentukan ukurannya untuk menambah laju kebocoranyang diijinkan di dalam 10 menit dari 3,8 l/m (1 gpm), biasanya diambil antara 20 gpm sampai dengan 25 gpm. Pompa jockey bekerja apabila tekanan dalam instalasi menurun hingga tekanan 14kg/cm². Pompa Jockey mati otomatis setelah tekanan didalam instalasi terus menurun,hal ini membuat pompa elektrik menyala secara otomatis Gambar 2.20 Jockey Pump Vertical Multistage Centrifugal Type dan Power Starter Sumber : Brand SPP, PT. Multisindomulya Universitas Mercu Buana Page 65